建筑给排水节能节水技术综述 2页

建筑给排水节能节水技术综述城市建筑l学者论坛lURBANISMANDARCHITECTURESCHOLARS’FORUMBuildingWaterSurveyofEnergyandWaterSavingTechnologies一刘金凤赣LiuJinfeng【摘要】建筑能耗约占整个社会能耗的1／3，而我国又是一个水资源相对短缺的国家，因此，建筑给排水节能节水技术具有相当大的发展潜能。笔者根据多年的工作经验，结合自己在工程应用中遇到的问题，从供水系统设备的合理配置、节水器具使用、热水的能源选择、管材阀件设计选用、管道铺设工艺等方面论述了给排水节能技术，提出了一些给排水设计的思路和建议，旨在与同行学习交流。【关键词】建筑物给排水节能节水技术应用方法【Abstract】Thebuildingenergyconsumptionaccountsfortheenergyconsumptionofthewholesociety’S1／3，whileChinaisarelativeshortageofwaterresourcesinthecountry,therefore，tothedrainageofenergy--savingbuildingwater-savingtechn--ologyhasconsiderabledevelopmentpotential．Basedonmanyyearsofworkexperience，combinedwiththeirapplicationsinengineeringproblemsencountered，fromthewatersupplysystemequipmentrationally,water-savingappliancesuse，hotwaterenergyselection，designandselectionofpipevalves，pipelayingprocessandotheraspectsofthewatersupplyanddrainageofenergy—savingtechnology,andputsforwardsomeideasandsuggestionstothedrainagedesign,aimedatandpeerlearningexchanges．IKeywords】buildingwatersupplyanddrainage，energyandwatersavingtechnology,applicationmethod引言能源短缺、水资源紧张是世界各国都面临的一个问题，我国幅员辽阔，但是人均水资源占有量远在全球平均水平以下，这不仅延缓了我国的经济建设，也对人民正常生活带来了影响。建筑能耗主要包括人民生活和工厂生产、游乐环卫、绿化、水景、消防、供暖等能耗。据有关部门的统计显示，仅生活热水供应一项就占到了建筑能耗的两成多。由此可见，建筑给排水专业在节能工程中占有很重要的地位。不过，纵观当今形势，建筑给排水专业的地位没有得到应有的重视，建筑节能法律法规中，也很少见到这部分内容。05年颁布的《公共建筑节能设计标准》就没有涉及到给排水方面的内容，再者，给排水工程师也没有正确看待节能节水工作的作用。工程设计中普遍存在大材小用现象，效率低、耗能大，有些小区的热水价格居高不下(最高的达到每立方米180元)。作为一名给排水专业人员，应重视节能节水的重要作用，并在实际中积极践行。一、给水1．供水系统的合理设计(1)充分利用市区管网压力《住宅建筑规范》已经明确规定给水系统要最大程度利用市政管网压力，具体实施时有以下几点注意事项：1)要掌握有关市政管网水压水量的第一手资料。随着城区扩建，市政建设工程的不断增多，接管处的供水情况是时刻变化的，城市供水管网的压力在不同区段不尽相同。07年时，北京市工程设计供水压力均按照城市最低供水压力标准(0．18MPa)来设置，这样一来多数建设工程未利用好管网压力，造成能源浪费。因此只有做足现场调查工作，才能设计出合理的供水系统。2)满足使用要求。近年来，节水龙头得到了推广应用，水嘴处的供水压力下限有所提高，《建筑给水排水设计规范》(以下简称《规范》)规定供水压力不低于0．05MPa，某些高档住宅的水嘴压力基本在一个大气压以上。3)节水与节材。系统设计中，有时为了节省材料，放弃一根立管，导致低层部分放弃使用市政管网压力，整个建筑采用加压泵供水，其实入不敷出、得不偿失，导致人为耗能。(2)高层建筑系统分区1)分区供水压力设定按照《规范》相关条例规定，配水点静压要以0．45MPa为分界点，当静压数值大于0．35MPa时，就要添加支管泄压。不过实际工程中，设计人员将用水点静压控制在0．35MPa时便不再执行其它操作。从节能角度而言，水表前端支管压力不低于0．15MPa为宜。2)减压阀设定上世纪末，我国开始自主研发减压阀，且取得了喜人的研究进展，近年来在国内建筑中得到了广泛应用。高层建筑可用减压阀代替分区高位水箱进行供水区域划分。这样，原本分区高位水箱占据的建筑面积便可节省下来，大大简化了供水系统结构。在使用减压阀时有如下几个注意事项：1)优先选用高质量产品。减压阀是供水分区的核心元件，一旦发生故障，整个区域的供水都会受到影响，不仅加大耗水耗能率，还会产生振动和噪声，使得配水器材寿命缩短，卫生器具遭受损坏。2)分区减压阀不能串联配置，否则便失去了节能的意义。根据《建筑给水减压阀应用设计规程》，减压比要在一定范围内调整，例如，比例式减压阀的减压比不大于4。如果减压比过大，则说明阀前压力过大，能耗过度，可能导致元器件发热量增大的现象。此时，可增设供水泵组，缩小单一泵组的供水面积。3)应根据设计规程要求选用性价比适中的减压阀，配套设施附近不再设旁通阀。为了方便维护管理，减压阀不应设置在不宜深入的偏僻角落。(3)推广支管减压技术根据《规范》要求，若以0．45MPa为分水岭进行给水分区，分区内也不再设置其它减压装置，那283么据现场数据采集来看，该区大部分配水点的耗能耗水率都比较高。某建筑工程学院针对这一问题做了大量的现场调研。对比普通水龙头和节水龙头，分别做了现场试验，结果如下：1)分别调整普通水龙头开度为半开和全开，其流量各为0．4L／s和0．7L／s，对应动态压力为0．25MPa和0．5肝a，静压值相同，均为0．36MPa。节水水龙头的半开流量和全卡流量分别为0．3L／s和O．45L／s，对应动态压力为0．16MPa和0．23MPa，静压值0．3MPa。水龙头额定流量为0．15L／s，节水龙头半开全开流量分别为额定流量的两倍和三倍。2)实测水龙头数量是69个，有42个水龙头流量超标，超标率达到60％。3)根据测出的数据，以动态压力为横坐标，流量为纵坐标绘制流量——压力曲线图，可发现流量与动态压力基本成线性正比关系。根据上述实验结果可知，耗水和耗能是紧密相连的。若一支水龙头每天工作20min，它的流量和压力分别超过标准0．15L／s和0．2MPa，则每天浪费能量0．012千瓦时，浪费215L水。如果按照全国1．5亿的家庭数量计算，每家一个水龙头(实际中平均每家可能会达到1．5个水龙头)，60％家庭使用超标水龙头，则我国一天就要浪费100多万千瓦时的能源，每天浪费的水源更是超过了1900万吨，这些数据还是保守估计。从这些分析不难看出，节能节水技术的重要地位．因此，应加强对水龙头前端的水压限制。给水系统中应大力推广支管减压，在资金允许的情况下，也可考虑使用可调式减压阀。(4)居民小区供水系统当前，多数小区都设有集中供水系统，实际中应注意以下两方面：1)供水泵站尽量在小区中央地带集中布置，否则由于供水管路过长，会加大沿程压力损失，致使水泵扬程加大，能耗增加。另外，距离泵站近的用户常会面临超压现象，噪声振动严重，水压不稳定。2)供水泵站还要考虑小区的热水系统，需与之协调排布。这一部分会在后续篇幅详述。2．供水设备(1)常见供水方式一般而言，以下四种供水方案为国内大多数高层建筑所采用。A．市政水源一水池一加压泵一高位水箱一居民B．市政水源一水池一加压泵一气压罐一居民c．市政水源一水池一变频调速加压泵一居民D．市政水源一叠压供水设施一居民(2)四种供水方式的优劣势分析前两种供水方式由来己久，上世纪90年代在各大城市供水系统中占据主导地位，第三种方案中的变频调速加压泵是21世纪初期发展起来的，目前在\n工程设计中普遍受到青睐，第四种方案中叠压供水设备属于无负压供水设施，是近几年发展起来的。客观来讲，四种供水方式各有其适用条件和诬缺点，从节能方面考虑，由于第一种方式的加压泵总是在高效率运作，且水泵Q在最高时选择，其值仅为变频调速泵选用设计秒流数值的1／1．6～1／3，故第一种供水方式最为节能。虽然可调频变速变频调速泵的随管网流量，相对常速泵要节省能耗一些，但由于变频调速泵几乎是一天不间断工作，加上部分时段是在低效状态、低流量的工作，所以要比高位水箱的供水方式更加耗能。从另一个方面来看，由于叠压供水和变频调速供水取消了全部或部分调节储水供水设施，因此能够简化系统，有效地减少和防止二次污染。相比高位水箱供水，气压供水方表1四种供水方式的特点比较式的优点是不需要设高位水箱，缺点就是要把供水压力提高，故而必定比高位水箱供水方式的能耗大。另外，按理论推测叠压供水，虽然叠压供水利用市政供水管网的余压达到节能，但在实际操作中，它与设备参数的选择、市政供水条件是否合适等密切相关。其具体比较见表1。泵组供水方式水泵运行工况供水安全稳定性清除二次污染能耗情况一次投资运行费用扬程H(。)、流量0(。)(1)高位水箱供水H(1)，Q(1)--Q(h)均在高效时段运行最好差1％)=(1．17～1．55)H(1)，(2)气压供水比(1)稍差比(1)差较差>l<1稍>1Qf2)-1．3Q(1)(3)变频调速供水H(∞≈H(1)，Q(3)≥q3部分时段低效运行比(1)差同(2)>1<1>1(4)叠压供水H(4)